10 kV配网合环转供电研究

张磊

(云南电网有限责任有限公司红河供电局，云南 蒙自 661100)

10 kV配网合环转供电研究

张磊

(云南电网有限责任有限公司红河供电局，云南 蒙自 661100)

在理论分析的基础上，通过大量仿真推导出环流计算公式，可直接将公式导入SCADA系统，实时判别两条10 kV联络线是否具备合环条件，为调度员开展配网合环操作提供依据，可推广至35 kV联络线。

配网；合环；转供电

0 前言

目前的配网中，手拉手双向供电方式愈来愈普遍，这在网架结构形式上减少了停电时间，提高了供电可靠性。不停电合环转供电的研究有不少，但有复杂的建模和仿真校验，而且不同的运行工况多要进行不同的校验。合环操作时，合环开关两侧的电压幅值、相角偏差可能会产生过大的合环电流，导致保护动作跳闸，造成停电面积扩大。不同的运行工况，合环后的环流不同，而且合环前后，环路中的潮流都有变化，很难用简单的公式直接计算环流的大小，运行工况也在实时变化。

本文依据环形网络中的潮流分布的特点，以两个110 kV变电站10 kV手拉手线路为实际算例，在理论分析的基础上，应用BPA仿真软件进行多次仿真分析，寻找到在环形网络中相关参数不变的情况下，负荷变化与环流大小的关系，并应用线性公式进行表示，将公式导入SCADA系统中可以实时计算出合环后的环流，判别合环后通过两条联络线路出口断路器电流是否会超过过流保护动作值，从而判定是否满足合环条件。

1 理论分析

电力线路如图1所示。

图1 两个110 kV变电站10 kV联络示意图

从三个方面进行分析：

1)根据线路有功传输功率近似公式：

式中忽略了线路电阻，U1、U2为线路两端电压，变化不大，X为线路电抗，基本不变，显然线路传输的有功功率主要与线路两端的电压相角差δ有关，而δ在合环前后会有变化，利用该公式不易直接确定合环后联络线上传输的有功功率。

2)根据线路无功传输的近似公式：

式中忽略了线路电阻、π型等效电路中的末端电纳，δ一般较小，cosδ近似为1，这样，当X较小时，很小的压差也可能会在联络线上产生较大的无功电流。

3)10 kV线路合环后，在蒙自变＃1主变35 kV侧空载情况下，形成电磁环网，潮流分布符合环形网络特点，简化后的等值电路如图2所示。

图2 两个110 kV变电站10 kV合环后的简化等值电路

流经阻抗Z12、Z31的功率分别为：

那么，流过Z23的电流：

此时环流功率为0。

2 仿真分析

仿真分析采用BPA软件计算，110 kV线路、主变参数均按实际参数输入到计算程序中。下面分三种情况进行分析：

1)主变变比相同，10 kV线路只计及线路电抗，调整110 kV凤凰变与蒙自变＃1主变的10 kV侧负荷，会发现负荷比例不变时，环流功率仍为0；负荷比例改变时，环流功率会随负荷成线性变化；110 kV蒙自变＃1主变的35 kV侧负荷也与环流功率成线性关系，这与前面的理论推导相一致。

2)主变变比相同，10 kV线路计及电阻、电抗和电纳，主变高压侧都在6档，计及电缆的电阻和电纳后，有功、无功负荷的变化会交互影响，但仍环流功率与负荷变化仍具有近似线性关系。

这样，考虑了所有参数，经多次仿真分析，就可得到合环后的环流功率的精确估算公式后联络线上环流视在功率：

计入10 kV联络线上的负荷电流，考虑合环稳态电流和冲击电流 (冲击电流约为稳态电流的2.55倍)均不致保护动作时，纯环流 (不含负荷电流)不大于100 A，此时，

这样，允许环流与合环环流功率就建立了联系。

3)变比不同时，即使两个110 kV变电站10 kV母线电压近似相等，仍会有明显的无功环流，特别在城市配网中大量使用电缆，线路阻抗值较小，合环环流会更加明显。因此，不建议在主变变比不同情况进行合环操作，可进行主变调档，使主变变比相同后再根据前述方法判别是否满足合环条件。

3 结束语

本文根据环形网络潮流分布特点，进行理论推导，找到10 kV联络线环流功率与10 kV母线负荷变化近似成线性的特点。合环前后的短暂时刻，虽然潮流会重新分布，但除联络线外的10 kV母线负荷基本不变。正是利用这一特点，通过仿真计算分析，推导出简单实用的环流计算公式，公式中只需代入合环前的 负荷情况就能计算出合环后的环流功率。将公式导入SCADA系统，便可实时计算合环后环流情况，判别合环后是否会引起保护动作跳闸，从而有效指导调度员的合环操作。该分析方法推导出的精确估算公式经实际合环操作验证，误差很小，便于应用。该分析方法可推广应用至任何10 kV联络线路，35 kV联络线路也可推广应用。电网网架结构是相对稳定的，只要环内网架结构不变，推导出的公式就可一直使用，环内网架结构变化时，重新计算推导即可。

[1] 陈珩.电力系统稳态分析 (第三版) [M].北京：中国电力出版社，2007，91-93.

[2] 谢清锐，李扬，王升治.SCADA系统实时配网合环合环操作风险评估 [J].云南电力技术，2010，38：24-25.

[3] 李光琦.电力系统暂态分析 (第三版) [M].北京：中国电力出版社，2007.

Practical Research on Closing Loop for Power Supply Transferring on 10 kV Distribution Network

ZHANG Lei
(Honghe Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.Ltd.，Mengzi，Yunnan 661100，China)

This paper based on theoretical analysis，a simpler and more practical formula was derived through numerous simulations. The formula can be directly imported into SCADA system and a real-time identification on whether two 10 kV tie lines meet the requirements of loop closing can be made，which provides basis for dispatchers to carry out distribution loop closing operations.It can be extended to 35 kV tie lines.

distribution network；closing loop；power supply transferring

TM74

B

1006-7345(2015)06-0054-02

2015-07-21

张磊 (1981)，男，硕士，工程师，云南电网有限责任公司红河供电局，主要从事电网调度、电网分析及稳定管理、安全生产风险体系管理工作 (e-mail)137781977＠qq.com。